Тема . ШВБ (Шаг в будущее)

Стереометрия на ШВБ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела швб (шаг в будущее)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#107094

На боковых рёбрах TA,TB,T C  правильной треугольной пирамиды T ABC  соответственно выбраны точки A ,B ,C
 1  1 1  так, что -TA   TB-  -TC
TA1 = TB1 = TC1 = 3  . Точка O  — центр сферы, описанной около пирамиды TABC1.  Докажите, что прямая T O  перпендикулярна плоскости A1B1C.  Найдите радиус этой сферы и объём пирамиды TA1B1C,  если сторона основания AB = 1,  боковое ребро TA = 5∕4.

Показать ответ и решение

1) Докажем, что прямая TO  перпендикулярна плоскости A B C.
 1 1  Точка O  лежит в плоскости TCD  , D  — середина AB.  Спроецируем точку O  на плоскость TBC,  ее проекция O1  центр описанной около треугольника TBC1  окружности. Прямая TO1  — проекция  TO  на плоскость T BC.  Докажем, что TO1 ⊥B1C.

PIC

Поскольку -TA = TB-= TC- =3,
TA1   TB1  TC1  то △T B C
    1 1  подобен △T BC,  тогда B C ∥BC,
 1 1  ∠BC T = ∠CB T.
    1      1  Докажем, что ∠CB  T − ∠BTO = 90∘,
    1        1  т.е. ∠TFB  = 90∘,
     1  F  — точка пересечения прямых TO
  1  и B C.
  1  По свойству вписанных углов имеем:

                1   ∘             ∘  ∠BO1T-
∠CB1T = ∠BC1T = 2(360 − ∠BO1T )=180 −   2

Пусть TP  — диаметр рассматриваемой окружности. Тогда

               1        1                    ∠BO1T
∠BT O1 = ∠BT P = 2∠BO1P =2 (180∘− ∠BO1T)= 90∘−--2---

                (           )  (           )
∠CB1T − ∠BTO1 =  180∘− ∠BO1T-  − 90∘− ∠BO1T-  =90∘
                         2             2

Таким образом, TO1 ⊥ B1C.

Аналогично доказывается, что проекция T O  на плоскость TAC  перпендикулярна A1C.  Согласно теореме о трех перпендикулярах, TO  также будет перпендикулярна двум пересекающимся прямым B1C  и A1C,  лежащим в плоскости A1B1C,  следовательно, TO ⊥ A1B1C.

2) Обозначим через a  длину стороны основания пирамиды TABC,  AB =a =1.  Обозначим через b  длину бокового ребра пирамиды TABC,  TC = b= 5∕4.  Пусть TH  — высота пирамиды T ABC.  Тогда TH = ∘b2-− a2∕3.  В основании пирамиды TA1B1C  лежит равнобедренный треугольник A B C,
 1 1  A B = a∕3,
 1 1  D C
 1  — его высота, D
 1  — середина A B .
 1 1  Высота TL  пирамиды TA B C,
   1 1  проведенная из вершины T  лежит на прямой TO.  Для вычисления объема пирамиды TA B C
  1 1  нужно найти D  C
  1  и TL.

PIC

На боковом ребре TC  отметим точки K  и S  так, что D1K ⊥T C,DS ⊥ TC.

              √-    ∘-------   √ ------
DS = DC-⋅TH-= -3a∕2⋅-b2−-a2∕3-= a-3b2−-a2-
       TC            b            2b

      a√3b2−-a2          √3a
D1K = ----6b---,cos∠HCT = -3b-

                    √- √ -    2
KC1 = D1C1cos∠HCT  = -3a--3a-= a-
                     6  3b   6b

KC = a2+ 2b= a2+-4b2
     6b  3     6b

Пусть ∠D1CT =α.  Тогда

            √ ------                    √ ------
tgα= D1K-= a--3b2−-a2, sinα = ∘-tgα---= -a√--3b2−-a2-
      KC    a2+ 4b2          1 +tg2α  b 11a2+ 16b2

Значит,

            a√3b2− a2
TL =bsin α= √11a2+-16b2

                   √ ---------
D1C =∘D1K2--+KC2-= --11a2+-16b2
                        6

Итак, объем пирамиды T A1B1C  вычисляется по формуле

         1  A1B1⋅D1C-     a2√3b2− a2  √59
VTA1B1C = 3 ⋅  2     ⋅TL=    108    = 432

         TC1   b2√11a2-+16b2   25
R =OT = 2sin-α =-6a√3b2−-a2--= 4√59
Ответ:

    -25-           √59-
R = 4√59; VTA1B1C = 432

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!